Краткие теоретические сведения. В работе изучается переходные процессы в системах электроснабжения при подключении двигательной нагрузки вблизи источника питания

В работе изучается переходные процессы в системах электроснабжения при подключении двигательной нагрузки вблизи источника питания.

Рассматриваемая схема представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Исходная схема

Нагрузка на рис. 3.1 представлена синхронными двигателями и в общем случае точка ее присоединения удалена от источника (генератора) на некоторое сопротивление Х _рез., которое складывается из сопротивления генератора Х_G и сопротивления линии W 1, Х_{W 1}:

X _рез = X_G + Х_{W 1},

где Х_G – сопротивление генератора; X_{w 1} – сопротивление линии W 1.

Расстояние от точки короткого замыкания до точки присоединения нагрузки характеризуется сопротивлением Х _к цепи короткого замыкания, которое на рис. 3.1 складывается из сопротивлений Х _т трансформатора Т и Х_{W 2} линии W 2. Ток в точке короткого замыкания является геометрической суммой токов генератора I_G и нагрузки I _нагр.

Поведение синхронных двигателей в начальный момент короткого замыкания определяется величинами их сверхпереходных ЭДC. У перевозбужденных синхронных двигателей сверхпереходная ЭДС Е " всегда больше подведенного напряжения. Поэтому при любом резком снижении напряжения, посылаемый двигателем реактивный ток увеличивается, т. е. синхронный двигатель является дополнительным источником питания.

У синхронных двигателей, работающих с недовозбуждением, его Е '' остается меньше подведенного напряжения. Поэтому при небольшом снижении напряжения, если Е '' остается меньше подведенного напряжения, продолжается потребление реактивного тока из сети (режим двигателя). При значительном снижении напряжения Е '' может стать больше, чем напряжение на двигателе, синхронный двигатель переходит в режим перевозбуждения и выдает реактивный ток в сеть. В частном случае, если при снижении напряжения окажется Е '' = U _ост, реактивный ток в синхронном двигатель будет отсутствовать в начальный момент короткого замыкания.

Степень снижения напряжения на нагрузки в начальный момент времени определяется величиной остаточного напряжения в точке присоединения нагрузки, т. е. от ее удаленности относительно места короткого замыкания.

U _ост = I _к· Х _к,

где Х _к = Х _т + Х_{W 2} – суммарное сопротивление от точки короткого замыкания до точки присоединения нагрузки; X _T – сопротивление трансформатора; X_{W 2} – сопротивление второй линии.

О характере изменения начальных токов I_G, I _нагр и I _к в начальный момент короткого замыкания в функции от Х _к можно судить по кривым, приведенным на рис. 3.2

I

I _к

I_G

X _к1 X _к

I _нагр

Рис. 3.2. Характер изменения тока короткого замыкания в функции Х _к

Как видно, при значениях Х _к < Х _к1 нагрузка проявляет себя как дополнительный источник. Причем достаточно заметное влияние ее сказывается лишь при очень малых значениях Х _к.

При Х _к > Х _к1 нагрузка потребляет ток от генератора, снижая тем несколько ток в ветви короткого замыкания.

Наибольшее увеличение тока I _к вследствие дополнительного питания от нагрузки имеет место при Х _к = 0.

Очевидно, что чем больше удален генератор от места короткого замыкания и чем ближе расположена к месту короткого замыкания, тем больше сказывается ее относительное участие в питании точки короткого замыкания.

Таким образом, при вычислении начального сверхпереходного тока в месте короткого замыкания и ближайших к нему ветвях можно ограничиться учетом только той нагрузки, которая непосредственно связана с точкой короткого замыкания. Упрощая расчет, такое допущение не вносит существенной погрешности.

Участие нагрузки в образовании ударного тока также представляет практический интерес. При отсутствии нагрузки в активно-индуктивной цепи, ударный ток короткого замыкания можно определить приближенно без учета затухания сверхпереходного тока в течение первого полупериода процесса короткого замыкания:

,

где К _уд – ударный коэффициент; I '' _G – начальный сверхпереходный ток от генераторов или эквивалентных ему источников.

Однако, это допущение нельзя распространить на ток, создаваемый нагрузкой, так как этот ток затухает чрезвычайно быстро. Максимальное мгновенное значение этого тока практически можно принять равным амплитуде начального сверхпереходного тока. Тогда ударный ток в месте короткого замыкания составит:

I _уд= · К _уд· I"_G + · I "_нагр, (3.1)

где I "_нагр – начальный сверхпереходный ток от нагрузки.

Из формулы (3.1) видно, что участие нагрузки в образовании ударного тока короткого замыкания меньше, чем в образовании начального сверхпереходного тока.

Поиск по сайту: